[Network] OSI 참조 모델(OSI reference model)과 TCP/IP

[Network] OSI 참조 모델(OSI reference model)과 TCP/IP

OSI 참조 모델

OSI 참조 모델은 ISO에서 만든 모델로, 컴퓨터 사이의 통신 단계를 7개의 계층으로 분류하고, 각 계층별 기능을 정의해 놓은 것을 말한다. 7개의 계층이기 때문에 OSI 7 계층이라고도 부른다.

계층	이름	역할	주요 프로토콜
7	응용 계층	응용 프로그램과 통신 프로그램간 인터페이스 제공	HTTP, FTP
6	표현 계층	데이터의 표현 및 암호화 방식	ASCII, MPEG, SSL
5	세션 계층	세션의 시작 및 종료 제어	TCP session setup
4	전송 계층	종단 프로그램 간의 데이터 전달	TCP, UDP
3	네트워크 계층	종단 장비 간의 데이터 전달	IP, ICMP
2	데이터 링크 계층	인접 장비와 연결을 위한 논리적 사양	Ethernet, PPP, ARP
1	물리 계층	인접 장비와 연결을 위한 물리적 사양	100Base-TX, V.35

물리 계층

물리 계층(physical layer)은 인접한 두 장비 간에 통신 신호를 전송하는 역할을 맡는다. 이를 위해 필요한 구성품들의 기계적(mechanical), 기능적(functional), 전기적(electrical) 사양을 정의한다. 가령 RJ45 커넥터의 크기는 어떻고, 모양은 어떤지(mechanical), 어떤 케이블을 몇 번 핀에 연결해야 하는지(functional), 전압에 따라 신호는 어떻게 처리하는지(electrical)를 말한다고 볼 수 있다.

물리 계층의 표준을 이용하여 인접 장비들을 연결하면 한쪽에서 전송하는 비트를 상대측에서 수신하고 구분할 수 있게 된다. 물리 계층의 표준으로는 V.35, RS-232 등의 커넥터와 T1, E1 등으로 불리는 신호 전송방식 등이 있다.

데이터 링크 계층

데이터 링크 계층(data link layer)은 라우터(router)라는 장비로 구분된 구간에서 프레임(frame)이라는 데이터의 묶음(PDU, Protocol Data Unit)의 전달을 관리한다. 간단히 링크 계층이라고도 부른다.

링크 계층 프로토콜들은 용도에 따른 프레임의 종류를 정의하고, 프레임 내 각 필드(field)의 길이, 의미 등을 지정한다. 또한, 링크 계층에서 사용하는 주소를 정의하고, 에러 발생 확인 및 에러 복구 절차 등도 지정한다. 링크 계층의 프로토콜로는 Ethernet, PPP, 프레임 릴레이(frame relay), HDLC(High-level Data Link Control) 등이 있다.

네트워크 계층

네트워크 계층(network layer)은 통신의 최종 당사자들인 종단장비(종단장치, end system)간에 패킷(packet)이라는 데이터의 묶음을 전달하는 역할을 담당한다.

이 계층에서는 장비를 구분하기 위한 주소를 정의한다. IP 주소라고 부르는 것들이 이 계층에서 쓰는 주소이다. 네트워크 계층의 프로토콜로 IP, ICMP(Internet Control Message Protocol), IPv6, ICMPv6 등이 있다.

전송 계층

전송 계층(transport layer)은 종단장비에서 동작 중인 응용 계층 간에 세그먼트(segment)라는 데이터의 묶음을 전달하는 게 주요 할일이다. 전송 계층의 프로토콜로 TCP, UDP 등이 있다.

세션 계층

세션 계층(session layer)은 종단장비 간 세션(통신)의 시작, 종료 및 관리 절차 등을 정의한다. 세션 계층의 프로토콜로 NetBIOS, TCP 세션 관리 절차 등이 있다. 세션 계층 이상에서 송수신하는 데이터의 단위를 메시지(message)라고 한다.

표현 계층

표현 계층(presentation layer)은 응용 계층에 대해 데이터 표현 방식의 변환, 암호화 등의 서비스를 제공한다. 대표적인 표현 계층의 서비스로 ASCII 문자를 EBCDIC 문자로 변환하는 것이 있다.

응용 계층

응용 계층(application layer)은 응용 프로그램과 통신 프로그램 간의 인터페이스를 제공한다. 대표적인 응용 계층 프로토콜로 원격 접속을 위한 텔넷(telnet), 파일 전송을 위한 FTP, 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 DNS, 메일 전송을 위한 SMTP 등이 있다.

인캡슐레이션과 디캡슐레이션

헤더(header)라는 각 프로토콜들의 동작에 필요한 정보를 기록한 데이터 묶음이 있다. 각 계층의 프로토콜들은 이 헤더에 정보를 기록하여 하위 계층으로 내려보낸다. 이렇게 상위 계층 정보에 자신의 헤더를 부착하는 것을 인캡슐레이션(encapsulation)이라고 한다. 특별히, 링크 계층에서는 에러를 확인하기 위해 프레임의 꼬리에 추가적으로 필드를 덧붙이며, 이를 트레일러(trailer)라고 한다. 반대로 수신 측의 각 계층이 자신의 헤더를 제거하는 것을 디캡슐레이션(decapsulation)이라 한다.)

OSI 참조 모델과 인캡슐레이션, 디캡슐레이션
출처 : https://www.technologyuk.net/telecommunications/telecom-principles/osi-reference-model.shtml

TCP/IP

TCP/IP는 인터넷에서 사용되는 여러 가지 프로토콜을 통틀어 지칭하는 단어이다. OSI 7 계층과는 달리 4계층으로 분류한다.

계층	이름	주요 프로토콜
5	응용 계층	HTTP, FTP, telnet, SMTP, DNS
4	전송 계층	TCP, UDP
3	인터넷 계층	IP, ICMP
2	링크 계층	ARP